中國天眼之父是誰
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中國天眼之父是誰,2021年3月底,FAST正式向全球開放共享,FAST是迄今爲止世界上最大的單天線射電望遠鏡,這賦予了FAST產生突破性科學的潛力。中國天眼之父是誰。
中國天眼之父是誰1
中國“天眼”的主要發起者和奠基人、中國天眼之父——南仁東。
24載, 8000多個日夜,追逐夢想。
南仁東,吉林遼源人,中國天文學家、中國科學院國家天文臺研究員,曾任FAST工程首席科學家兼總工程師,負責國家重大科技基礎設施 500米口徑球面射電望遠鏡的科學技術工作,在世界天文史上鐫刻下新的高度。 2017年 5月,獲得全國創新爭先獎; 2017年 9月 15日,“天眼”落成啓用一年,他卻永遠地閉上了眼睛。
2018年 12月 18日,中共中央、國務院授予南仁東改革先鋒稱號,並頒發改革先鋒獎章,同時獲評“‘中國天眼’的主要發起者和奠基人”。
祖國讓他割捨不下
在科幻鉅著《三體》中,地球人葉文潔接收到了來自宇宙深處的電波,並做出回答,由此引發了驚心動魄的星際衝突……
現實生活中,南仁東的故事可謂是“《三體》前傳”—— 他耗費24年、帶領團隊完成的“中國天眼”,就是幫助人類從宇宙雜亂的信息中分辨出有意義的聲音。它看似一口大鍋,卻是世界上最大、最靈敏的單口徑射電望遠鏡,可以接收到來自廣漠宇宙深處的電磁信號。他將其比喻爲“從雷聲中聽見蟬鳴”。一個當初沒有多少人看好的夢想,最終成爲一個國家的驕傲!
1945年,南仁東出生在吉林遼源龍山區。南仁東自幼勤學好問,是個妥妥的“學霸”,上初中時曾連續三年六學期榮獲全校唯一的“學習標兵”獎狀。 1963年,南仁東以平均 98.6分的優異成績摘得“吉林省理科狀元”,考入清華大學無線電系,成爲遼源地區 10年間唯一考入清華的少年才子。
1977年國家恢復高考招生。年過而立的南仁東撿拾書本再次加入了“高考大軍”。這一次,他同樣令人震驚,跨專業考入中國科學院天文學研究生。畢業後,南仁東被派去荷蘭做訪問學者,後被日本國立天文臺聘爲客座教授,享受世界級別的科研條件和薪水。這期間,他參與了 10個國家的大型射電望遠鏡計劃,以多項優秀成果贏得了國際天文學界的讚譽。
然而,就在南仁東名聲大沸之時,他卻做出了一個令人瞠目的決定——身爲中國人,祖國讓他割捨不下。 1990年,他放棄了國外優厚的條件選擇回國,就任中國科學院北京天文臺副臺長。那時,他在國外一天的收入,就抵得上在國內一年的工資。很多人笑他傻,他卻淡淡地說道:“在我眼中,知識沒有國界,國家要有知識!”這簡短的話語,折射出南仁東甘挑中國天文事業擔子的信心和勇氣。
瘋狂暢想:“萌生”大國重器
2006年,在南仁東本人不在場的情況下,他被國際天文學會射電天文分部選爲主席。
“我們是誰?我們從哪裏來?我們是否孤獨?”這是南仁東生前常常提及的3個問題。這一切還要從1993年說起。那是在日本東京一場聚集了全球頂尖無線電科學家聯盟大會上,有人提出,在全球電波環境繼續惡化的今天,人類應該建造新一代射電望遠鏡,接收更多來自外太空的訊息。
南仁東坐不住了,他一把推開同事的房門:“中國爲什麼不能做?我們也建一個吧!”從此,他的生命重心就再也沒有遠離這一主題。
“天眼”是一個大膽到有些突兀的計劃。上世紀90年代初,中國最大的射電望遠鏡口徑還不足30米。南仁東卻放出“狂”言:要建造一個口徑500米,全球最大的!有人嘲諷他癡人說夢,南仁東說了一個比喻:當年哥倫布建造巨大船隊,得到的回報是滿船金銀香料和新大陸。但哥倫布計劃出海的時候,伊莎貝拉女王不知道,哥倫布也不知道,未來會發現一片新大陸。
這個工程雖不被世人看好,但南仁東就認準了這件事,他迎難而上,從此緊緊咬定這個大口徑射電望遠鏡不放鬆,殫精竭慮20餘年,直至生命最後一刻。
打造這樣一個射電望遠鏡,選址要求特別嚴格,需要有一個數百米大的被四面山體圍繞的山谷,這個“天然大坑”要能放下超大反射面,而且山體還要能擋住外面的電磁波。有人告訴他,在貴州的喀斯特窪地能選出性價比最高的“天眼”臺址。南仁東立即跳上火車,在綠皮火車上坐了近50個小時……從1994年到2005年,南仁東帶着300多幅衛星遙感圖,走遍了貴州大山裏的300多個備選點,上百個窩凼。亂石密佈的喀斯特石山裏,有些荒山野嶺連條小路都沒有,只能從石頭縫間的灌木叢中深一腳淺一腳地一步一步往前挪。終於,功夫不負有心人。有一天,當南仁東歷盡艱辛深入到黔南州平塘縣克度鎮金科村大窩凼時,看見四周數百米高的疊嶂山巒環抱着中間一個宛若巨碗的大型“天坑”,剛好能夠盛裝大面積射電望遠鏡的巨型反射面,而且附近在半徑五公里內沒有鄉鎮或人數超過20人的村落,不會產生任何因調頻電臺、電視、手機以及其他無線電數據的傳輸造成的電磁環境干擾,一切自然條件和射電望遠鏡的需求完美匹配。殊不知,此時此刻,時光已經悄然流過了整整12年,已到了2005年了。後來,有媒體記者採訪南仁東時問他當時最本真的想法,他說道:“那一刻,我心中升騰起一個最大的夢想,就是儘早把大窩凼變成一個現代機械美感與自然環境完美契合的天文觀測站。”
“如果建不好,怎麼對得起國家”
2006年,中國科學院召開各院長會議,聽取各個“十一五”大科學工程的立項申請彙報。南仁東在會上爲 FAST申請立項得到通過。在最後的國際評審中,他用英文發言,由於提前把整篇稿子背了下來,評審最後,國際專家開玩笑說:“英文不好不壞,別的沒說清楚,但要做什麼,他說得特別明白。”
2007年7月,射電望遠鏡項目獲得國家批覆立項,隨後開始動工建設。在正式開工那天,南仁東站在大窩凼的正中央,看着工人們砍樹除草平地,沉默了許久的他只莊重而嚴肅說了一句話:“如果建不好,怎麼對得起國家?”他心裏非常明白這筆賬目:國家投入11個億,FAST壽命若爲30年,相當於國家每天投入10萬多元資金。如果建設工作沒做好導致停工一天,這筆經費就等於白白扔掉了。正是因爲這樣,南仁東不敢坐在大後方的辦公室裏做負責統籌協調的總指揮,而是一天到晚泡在大窩凼施工現場,親自參與工程建設的每一個部分,力求做到“盡善盡美”。開工建設伊始,在審覈施工方案時,他看不懂岩土作業的一些細則,就找來專業書籍惡補了一個月,掌握了岩土相關知識,得以輕鬆閱看全部圖紙。有一次,要建一個水窖,他掃過設計圖紙,隨手標出幾處錯誤給退了回去,令施工方負責人大吃一驚:這個搞天文的科學家,竟然還懂土建。而在後續施工過程中,他還多次向不同工序的作業工人拜師學藝,先後掌握了多門手藝,上鋼架去擰螺絲、用扁鏟削鋼材、在高空梁山上打孔套絲、看試播器調整設備……久而久之,工地上流傳出這樣一種說辭:在大窩凼,別想蒙南仁東,天文、無線電、金屬工藝、畫圖、力學,他幾乎都懂,頗有些“超人”的味道!
事實上,南仁東的“都懂”,完全是建立在他“每天都在學”的刻苦鑽研和勇於嘗試上的。
尋找外星生命,在別人眼中“當不得真”,但這位世界知名的天文學家的電腦裏卻存了好幾GB的資料,能把專業人士說得着了迷。在南仁東看來,“天眼”建設不是由經濟利益驅動,而是“來自人類的創造衝動和探索慾望”。他也時常告訴學生,“科學探索不能太功利,只要去幹,就會有意想不到的收穫”。
在南仁東的性格里確實有股子“野勁”。 2014年,“天眼”反射面單元即將吊裝。在正式吊裝之前,要先進行“小飛人”載人試驗。這個試驗,需要用簡易裝置把人吊起來,送到 6米多高的試驗節點盤上,然後在無落腳之地的半空中全程手動操作裝試,操作時,如果稍有不慎,人就會摔落地面造成傷殘。起初,有好幾位年輕工人爭搶着要求先上,說下來後會如實彙報結果,但都被南仁東勸阻了,他堅持自己第一個上去。幸好,有驚無險,南仁東完成了各道工序作業後安全落地,並就親身體驗過後總結的注意事項和操作要點一一作了交代。
有趣的是,在這樣的施工現場,南仁東特別會“難中作樂”。
有一陣子,FAST建設進入攻堅期。南仁東緊盯在工地上,常常顧不上按時吃飯,於是他就往口袋裏塞了些餅乾,餓了吃幾口。但有時一忙,就忘記拿出來吃,以至於最後餅乾在口袋揉搓成了末兒。然而,就在所有人都認爲他要扔掉的時候,卻見他直接把餅乾末兒倒進茶缸裏用白開水一衝,再拿樹枝攪拌均勻,然後熱情地請大家品嚐美味的餅乾糊糊,偌大的工地,傳出了此起彼伏的歡快笑聲。
南仁東喜歡冒險。“天眼”現場有六個支撐鐵塔,每個建好時,他總是“第一個爬上去的人”。幾十米高的圈樑建好了,他也要第一個上去,甚至在圈樑上奔跑,開心得像個孩子。
就這樣,在南仁東的親力親爲下,建設團隊克服了深山作業的枯燥乏味和一個又一個看似無解的技術難題,FAST終於在 2016年 9月 25日全部竣工。
這個面積相當於30個足球場或八個鳥巢的“中國天眼”,是世界上最大且最靈敏的單口徑球面射電望遠鏡。開機後可以觀測脈衝星、中性氫、黑洞等宇宙形成時期的信息,並能接收 1351光年外的電磁信號,未來可用於捕捉外星生命信號。
竣工當天,滿臉滄桑的南仁東爬上高高的FAST圈樑,望着“初長成”的射電望遠鏡,欣慰地說道:“這是一個美麗的風景,科學風景!”艱辛過後,盡是夢想照進現實的愜意和自豪。
“天眼”就是他留下的遺產
中國天眼完美交工了,作爲“中國天眼”之父的南仁東卻病重倒下了。
其實,早在2015年,南仁東就因身體不適住院被確診爲肺癌。消息傳出後,大家都說是 FAST工程把他累倒了。的確,爲了 FAST工程,南仁東常年奔波操勞,長時間扛重負,身體的免疫系統早已紊亂併發生病變。
初次手術後,南仁東住進北京郊區的一個花園小院,靜靜休養。有一天,有位同事前往探望,寬慰南仁東說:“也是好事,總算可以過幾天清閒日子了”誰知,原本談笑風生的南仁東突然沉默寡言起來,過了好大一會兒才搖頭說了這樣一句:“像坐牢一樣。”沒過多久,他就偷偷離開那個小院兒,跑回了大窩凼建設現場。
好多人苦勸南仁東回去療養,可是他卻堅決不肯。大家都說他是拿命相搏,南仁東反駁說:FAST不成要命也無用!20多年前,自從“中國天眼”的夢想從心底生髮出來,南仁東就決定奉獻餘生,爲夢想而活,以至於到生命盡頭亦這般果敢決絕。
2017年 9月 15日晚 11時,就在“中國天眼”即將順利調試運行一週年前夕,南仁東的生命在病痛中戛然而止,他所期待的“中國天眼”探測宇宙新突破性發現亦無法看到,獨留深深遺憾瀰漫天地間。
南仁東的一生無疑是光輝燦爛的一生。這個外表瀟灑的天文老頭,不是院士,也沒拿過什麼大獎,但他把這一切都看得很淡。“天眼”就是他留下的遺產。
正如他自己說的:“美麗的宇宙,太空以它的神祕和絢麗,召喚我們踏過平庸,進入它無垠的廣袤。”
中國天眼之父是誰2
被譽爲“中國天眼”的中國科學院國家天文臺500米口徑球面射電望遠鏡(FAST),正式向全球開放近一年以來,國際同行對它如何評價?
在1月5日專題介紹“中國天眼”高質量開放運行及系列重要科研進展的中科院2022年度首場新聞發佈會上,來自荷蘭、美國的兩位知名天文學家通過視頻點評基於“中國天眼”的最新科研成果,認爲FAST給帶來了令人震撼的觀測結果,顯示出在解決重大天體物理問題方面的潛力。
國際射電暴領域知名科學家、荷蘭射電天文臺首席天文學家、阿姆斯特丹大學教授傑森·赫塞爾斯(Jason Hessels)說,快速射電暴是來自遙遠宇宙深處的神祕信號,關於它的起源是過去十餘年裏天體物理領域最大的謎團之一。FRB 121102是天文學家迄今發現的僅有的數十個重複快速射電暴中、最早被發現的也是最典型的一個,但是天文學家仍然爲這個特殊的天體感到困惑,“FAST給我們帶來了令人震撼的觀測結果,包括來自該天體前所未有的新探測,還帶來了一個新的謎題:那就是這個天體似乎發出了兩種不同類型的爆發,也許這兩種爆發是以不同方式產生的,亦或是來自於該天體能量特性不同的區域”。
美國伊利諾伊大學教授理查德·克魯切爾通過視頻點評FAST測量星際磁場最新研究成果。 中新社記者 孫自法 攝
他表示,理論天體物理學家們正在思考這如何改進他們的模型,天文學家們也在其他的重複暴身上尋找類似的證據。相信FAST將繼續在揭開快速射電暴的神祕面紗這一課題上發揮關鍵的作用。
北京時間1月6日凌晨,科學家基於“中國天眼”在測量星際磁場領域取得重大進展的論文,獲國際學術期刊《自然》以封面文章上線發表,引發學界廣泛關注。
國際星際磁場測量領域知名科學家、美國伊利諾伊大學教授理查德·克魯切爾(Richard Crutcher)對此評價指出,最近FAST的觀測提供了有助於瞭解恆星是如何形成的重要信息。 FAST測量了編號L1544分子云包層的磁場強度,通過觀測中性氫窄自吸收線的塞曼效應,FAST首次揭示了在恆星形成的早期階段,磁壓不足以阻止引力收縮,這與恆星形成的標準理論不一致。這一發現對於理解恆星形成的天體物理過程至關重要,並顯示了 FAST在解決重大天體物理問題方面的潛力。
克魯切爾幾年前到訪過FAST,對FAST的工作人員和工程的印象非常深刻。他說,因爲FAST是迄今爲止世界上最大的單天線射電望遠鏡,這賦予了FAST產生突破性科學的潛力。他期待 FAST的進一步工作,這將擴展對恆星形成原理的認識,並將推進天體物理學的其他領域。
據瞭解,2021年3月底,FAST正式向全球開放共享,向全球天文學家徵集觀測申請,此次徵集收到來自不同國家共7216小時的觀測申請,最終14個國家(不含中國)的27份國際項目獲得批准,並於當年8月啓動科學觀測。目前,FAST年觀測時長超過5300小時,已遠超國際同行預期的工作效率,爲FAST科學產出起到重要支撐作用。
中國天眼之父是誰3
人類誕生已經有數百萬年,人類文明是一個偉大的文明,一步步強大起來成爲地球的霸主。科技的快速發展讓人類文明實現了飛躍式的發展,走出地球探索宇宙。站在宇宙的角度,人類又是一個非常渺小的文明,我們的這點成就在宇宙的面前根本不算什麼。
人類沒有走出地球之前,我們會覺得自己就是宇宙的唯一,但是當人類走出地球之後,看到浩瀚的宇宙,這種自豪感再也沒有了。相信任何一個人站在宇宙的角度,都不會懷疑外星文明的存在,更不會認爲人類文明就是強大的,可能在強大的外星文明面前,人類只是螞蟻一樣弱小的存在。
雖然人們都相信有外星文明的存在,但是經過半個多世紀的探索,科學家仍然沒有發現任何地外生命和外星文明的影子,難道外星文明真的不存在?科學家可不這麼認爲,隨着人類太空科技的不斷進步,有了越來越強大的探測設備,反而越堅信外星文明的存在。
宇宙太大了,銀河系只是無數星系中的一員,而銀河系範圍內像太陽系這樣的星系有數千億個,每一個星系都有數量不等的行星。和地球相似的類地行星整個銀河系的數量可能不會少於數千億個,就算是很小的概率誕生生命和智慧生命,那銀可系內的外星文明數量也不會少。
如果將範圍再擴大到整個宇宙,那文明的.數量更是多到無法估計,可能很多人會問:既然宇宙中有如此多的外星文明存在,那爲什麼人類就發現不了一個呢?其實這主要還是跟人類的科技還非常落後有關,要知道太陽系只是處在銀河系的偏遠位置,這裏就相當於一個鄉下的存在。
如此偏僻的位置,資源少,自然存在生命和文明的星球也少,有可能只有地球這一個文明星球,因此想要尋找地外生命和文明的存在,最起碼要走出太陽系纔有可能,可是以人類現在飛船的速度,根本不可能走出太陽系,自然發現外星文明的存在也非常困難。
既然派出飛船或探測器尋找地外文明的存在是幾乎不可能做到的事情,那還有沒有其它的方法可以探索尋找外星文明?答案是肯定的,科學家想到了另外一種尋找外星文明的方法,那就是用射電望遠鏡搜索接收宇宙中可疑的無線電信號。
如果宇宙中存在強大的外星文明,他們已經成爲星際文明,那麼必然離不開無線電通訊,這些無線信號可以以光速在宇宙中散播,只要人類能夠搜索到這樣的信號,能夠成功破解,外星文明也就被我們找到了。
中國天眼就是強大的射電望遠鏡,於1994年提出構想,歷時22年建成,于于2016年9月25日落成啓用,是由是由中國科學院國家天文臺主導建設,具有我國自主知識產權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。綜合性能是著名的射電望遠鏡阿雷西博的十倍。
可能很多人對天眼不瞭解,想知道中國天眼到底有什麼用?其它它的強大遠超我們的現象,它的發現有可能讓人類文明向前邁進一大步。中國天眼是射電望遠鏡,它的作用自然也是搜索宇宙中的無線電信號,而且天眼的靈敏度非常高,即使你在月球打說悄悄話,都逃不過天眼的探測。
中國天眼的搜索範圍也非常遠和廣,它最遠可以探索到人類目前可觀測的宇宙範圍邊界,達137億光年,可以說只要是宇宙中存在的無線電信號,理論上都逃不過天眼的探測。
中國天眼自2016年啓用到現在,已經發現了59顆優質的脈衝星,其中被確認爲新發現的有44顆,這是多麼了不起的成就,它的宇宙信號搜索能力讓世界震驚。當然,這只是天眼的牛刀小試,這只是中國天眼還在測試階段的一些成就。
中國天眼經過2年多的測試,2019年它將接收國家驗收,並正式開啓搜索地外文明的計劃,這個時候纔是天眼真正大顯身手的時候,一旦天眼全面開始搜索宇宙信號,相信每天都可以接收到很多來自宇宙的信號,當然這些信號大部分都是天體發生的,沒什麼用,只有少數疑似外星文明的信號纔有價值。
可能不少人會認爲,如果外星文明距離我們太遠,即使發出無線電信號,到達地球也早已微弱到不可測,那還有什麼意義?其實這種擔心是正確的。比如我們人類現在向宇宙深處的無線電信號,傳播距離非常有限,可能最多也就幾十光年的距離,而且還非常微弱,外星文明不一定可以接收到。
但是,宇宙文明可能非常多,其中必然存在一些非常強大的文明,這樣的文明無線通訊技術自然也是非常強大的,他們發出的無線電信號能量會非常強大,傳播的距離也會非常遠,這種信號被天眼接收到的可能性就會非常大。
除了這種外星文明向宇宙四散的無線電信號之外,還有一種信號最值得人類關注,那就是外星文明向地球主動發出的定向信號。人類在尋找地外文明,同樣地外文明也會做和人類一樣的事情,可能一個遠在數百光年之外的外星文明,他們也通過天文望遠鏡發現了太陽系,發現了藍色的地球。
只是外星文明也不確定地球是否有智慧文明的存在,於是向地球發射了一道強烈的無線電信號,這樣的信號目的性強而且能量巨大,只要到達地球附近就不會逃過天眼的捕捉,而這種信號規律性特別強,科學家自然也會更加確信它就是外星文明發出的信號。
對於中國天眼來說,搜索接收宇宙中可疑的神祕信號並不難,難的是破解,如果外星文明的無線信號能夠跨越遙遠的空間來到地球,那他們的實力必然比我們要強大很多,無線電信號模式,原理,語言,編碼等都有可能和人類的大不相同,這樣破解的難度將會非常大。
只有破解的外星信號纔是對人類文明有價值的信號,我們可以根據信號的來源確定外星文明的位置以及他們的文明等級,雖然距離太遠我們無法到達,但如果能夠通過信號來交流,也有可能讓人類文明實現一次質的飛躍。
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